Name: Visualizzazione e la quantificazione dello strato acellulare nelle arteriole del muscolo Cremaster Rat (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-10-19T13:00:00.000+00:00
Duration: 6 min 10 s
Description: Scopri come quantificare lo strato acellulare nelle arteriole del muscolo cremaster del ratto con analisi video automatizzata. Questo metodo migliora la precisione nello studio della microemodinamica in vivo.

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Questo lavoro è stato supportato dal National Medical Research Council (NMRC)/Cooperative Basic Research Grant (CBRG)/0078/2014.

Questo studio è in accordo con l&#39;Università Nazionale di Singapore Istituzionale cura degli animali e del Comitato uso (protocollo approvato senza. R15-0225). 1. Preparazione chirurgica del modello animale <ol><li> cannulazioni nave <ol><li> Anestetizzare a ratti maschi Sprague-Dawley (6 - 7 settimane) di pesatura (203 ± 20) g con ketamina (37,5 mg / ml) e xilazina (5 mg / ml) cocktail attraverso intraperitoneale (ip) iniezione (2 ml / kg) . Non ricoprire l&#39;ago o rimuoverlo dalla siringa dopo l&#39;iniezione. </li><li> Una volta che l&#39;animale è stato anestetizzato (confermata dalla punta pizzicare), posizionarlo su una piastra elettrica per mantenere la sua temperatura corporea a 37 ° C. radere delicatamente i capelli sulla scapole, collo dell&#39;utero anteriore, basso addome, zampa posteriore mediale e sacco scrotale. frenare delicatamente le gambe utilizzando nastri di carta adesiva. </li><li> Eseguire tutte le procedure chirurgiche con le forbici di microdissezione e pinze ad angolo, mentre la visualizzazione attraversouno stereomicroscopio. Mettere tutti gli strumenti chirurgici taglienti su un vassoio resistente alla perforazione per evitare lesioni durante l&#39;intervento chirurgico. </li><li> Scrub tutti i siti chirurgici 3 volte con alternanza di iodio e il 70% di alcool prima di eseguire l&#39;incisione. Lavare tutti i cateteri con 30 / soluzione di eparina-salina ml UI. </li><li> Fare A 1 - 1,5 centimetri incisione cutanea mediana sulla scapole usando un paio di forbici chirurgiche sopra la vena giugulare destra. Separare la fascia per via smussa per esporre la vena giugulare e cannulate con un tubo di polietilene (PE-50) riempita con eparina-salino con 5-0 punti di sutura in seta. Infondere anestesia supplementare quando necessario (1/3 a 1/2 della dose iniziale, per via endovenosa (iv)) durante tutto il corso della chirurgia e dell&#39;esperimento. </li><li> Eseguire tracheostomia per mantenere la pervietà delle vie aeree. Fare un 1 - cm un&#39;incisione 1.5 nella zona cervicale anteriore. Incannulare la trachea utilizzando un tubo di polietilene (PE-205) con 2-0 suture di seta per fissare il catetere in posizione. </li><li> Monitorare la pressione sanguignaattraverso incannulamento a livello dell&#39;arteria femorale. Fare un 1 - cm un&#39;incisione 1.5 sulla superficie mediale sinistro della zampa posteriore. Separare l&#39;arteria femorale per via smussa. Incannulare l&#39;arteria femorale con un tubo di polietilene (PE-10) riempito di eparina-salina utilizzando 5-0 suture di seta. </li></ol></li><li> Cremaster muscolare Preparazione e flusso di visualizzazione <ol><li> Inserire una sutura 5-0 seta attraverso l&#39;apice del sacco scrotale per estenderlo. Fare un&#39;incisione lungo la superficie ventrale del sacco scrotale. Regolarmente applicare soluzione calda isotonica (37 ° C, pH 7,4) al muscolo esposto. </li><li> Rimuovere circostante tessuti connettivi attentamente e accuratamente con un applicatore con punta di cotone. </li><li> Inserire una sutura 5-0 seta attraverso l&#39;apice del muscolo cremastere. Tagliare la sutura in due parti di uguale lunghezza e un nodo su ogni lato. Tagliare il muscolo tra i due nodi e si estendono su una piattaforma di plexiglas trasparente personalizzato tirando delicatamente la sutura. fissarel&#39;estremità della sutura sulla piattaforma con l&#39;aderenza blu. NOTA: la rimozione completa dei circostante tessuto connettivo è di fondamentale importanza per ottenere ottimale contrasto dell&#39;immagine. </li><li> Ripetere 1.2.3 passo fino al 5 a 6 fissazioni sono fatti. Rimuovere con attenzione il muscolo cremastere dall&#39;epididimo utilizzando alte temperature cauterizzazione. Superfuse soluzione isotonica calda al muscolo esposto per prevenire la disidratazione del tessuto. <ol><li> Circondano il muscolo cremastere con pezzi piegati di garza. Coprire il muscolo esposta con un film di polivinile. I pezzi di garza con il film formano un bacino poco profondo per tenere soluzione isotonica calda per l&#39;obiettivo dell&#39;acqua immersione microscopio (Figura 1A). </li></ol></li><li> Trasferire l&#39;animale sul palco animale di un microscopio intravitale (Figura 1C). Collegare l&#39;incannulamento arterioso ad un sistema di acquisizione dati fisiologici per il monitoraggio continuo della pressione (Figura 1E). </li><li> Mantenere la temperat muscolareure a 35 ° C con un elemento riscaldante allegata sotto la piattaforma animale (Figura 1B). Inserire una sonda di temperatura vicino al muscolo per fornire un feedback negativo al controllore potenza dell&#39;elemento riscaldante (Figura 1D). </li><li> Lasciare l&#39;animale sulla scena per 15 minuti per equilibrare con l&#39;ambiente. </li><li> Visualizza il flusso di sangue al microscopio intravitale con un obiettivo di acqua-immersion 40X e un condensatore nel tempo. </li><li> Scegliere un arteriole ramificati (&lt;60 micron) basata su una chiara focalizzazione e il contrasto tra il nucleo RBC, CFL e dalle pareti del recipiente, al fine di concentrarsi microscopio sul piano diametrale del vaso sanguigno. Ruotare la fotocamera montata sul microscopio per allineare la parete del serbatoio verticale. </li><li> Registrare il flusso di sangue utilizzando una videocamera ad alta velocità ad un frame rate di 3.000 / sec per 1 sec. Salvare il video registrato in formato AVI non compresso in scala di grigi a 8 bit per preservare la qualità delle immagini. NOTA:<html> Si raccomanda un frame rate minimo di registrazione di 3.000 fotogrammi / sec per garantire che la misura CFL può essere eseguita almeno una volta al RBC in condizioni di flusso arteriolare fisiologiche. </li><li> Utilizzare un filtro blu con trasmissione di picco alla lunghezza d&#39;onda di 394 nm e banda passante spettrale 310 - 510 nm per aumentare il contrasto tra i globuli rossi e plasma. NOTA: Assicurarsi che lo spettro di luce che passa attraverso il filtro blu dalla sorgente luminosa microscopica (lampada alogena 100 W) è di bassa intensità della luce per evitare qualsiasi potenziale danno tissutale. </li><li> Alla fine dell&#39;esperimento, eutanasia l&#39;animale con una overdose di pentobarbital sodico. </li></ol></li></ol> Analisi 2. Immagine <ol><li> Pre-elaborazione per la misura della larghezza CFL <ol><li> Aprire MATLAB ed eseguire il file &#39;CFL_pre.m&#39;. (Questo ed altri file MATLAB può essere trovato nelip &quot;&gt; Supplemental MATLAB Archive.) </li><li> Fare clic su &#39;Apri file&#39; per selezionare il file video da analizzare. </li><li> Regolare il dispositivo di scorrimento &#39;rotazione&#39; di allineare le pareti dei vasi in verticale. NOTA: Gli utenti possono visualizzare le linee della griglia assistenza per l&#39;allineamento nave selezionando il pulsante di opzione &#39;griglia su&#39;, e regolare il livello di zoom dell&#39;immagine facendo scorrere il cursore &#39;Zoom&#39;. </li><li> Fare clic sul pulsante &#39;Conferma Modifica&#39; per confermare l&#39;allineamento nave. </li><li> Fare clic sul pulsante &#39;Imposta ROI per ritagliare&#39; per definire la regione di interesse (ROI). L&#39;immagine allineata verrà visualizzato in una finestra pop-up. Regolare l&#39;obiettivo rettangolare sull&#39;immagine, e fare doppio clic per confermare il ROI. Ignorare questo passaggio se non è richiesto il ritaglio dell&#39;immagine. NOTA: includere solo una singola nave in ROI per analizzare la larghezza CFL dalla nave. Fare clic sul pulsante &#39;Reset immagine&#39; per ripristinare l&#39;immagine alla sua forma originale, se necessario. </li><li> Clicca il9; Estrarre &#39;pulsante per estrarre tutti i fotogrammi video modificati in immagini po&#39; mappa consecutivi (8-bit in scala di grigi &#39;immagini in formato bmp&#39;). Le immagini estratte possono essere trovate nella cartella con lo stesso nome del file video selezionato. </li></ol></li><li> La misura della larghezza CFL <ol><li> Aprire MATLAB ed eseguire il file &#39;CFL_measure.m&#39;. </li><li> Fare clic su &#39;Seleziona cartella&#39; per selezionare la cartella contenente le immagini estratte. </li><li> Fare clic sulla cartella contenente le immagini e cliccare su &#39;Seleziona cartella&#39;. Il primo fotogramma immagine nella cartella verrà caricato e mostrato nel pannello &#39;Scala di grigi immagine&#39;, insieme con il suo colore grigio istogramma intensità nel pannello &#39;immagine Istogramma&#39;. </li><li> Selezionare la cornice immagine desiderata dalla casella di riepilogo per effettuare l&#39;analisi, in caso contrario verrà selezionato il primo fotogramma dell&#39;immagine. </li><li> Fare clic su &#39;Trova nave Walls&#39; per identificare la parete del vaso interno nell&#39;immagine, che è determinata nel punto in cui illuce profilo di intensità transiti di punta dal buio alla luce più di due pixel. </li><li> Controllare &#39;filtro mediano&#39; applicare un filtro mediano l&#39;immagine per ridurre il rumore &#39;sale e pepe&#39;. </li><li> Controllare &#39;Contrasto automatico&#39; per regolare l&#39;intensità dell&#39;immagine digitale per migliorare il contrasto dell&#39;immagine. </li><li> Selezionare un algoritmo di soglia nella casella di riepilogo che determina automaticamente un valore soglia (τ) che divide i livelli di grigio in due classi - pixel bianchi con livelli di grigio sopra τ (CFL), e pixel neri con livelli di grigio inferiori τ (core RBC). NOTA: Come metodo alternativo, utilizzare soglia manuale se nessuno di algoritmi automatizzati-soglia fornisce un adeguato soglia immagine. Fare clic sul pulsante &#39;Manuale&#39; radio e regolare il cursore per definire il valore soglia manuale. </li><li> Per misurare la variazione spaziale delle larghezze CFL, inserire la risoluzione in pixel nella casella &#39;Pixel Resolution&#39; (la risoluzionecon questa configurazione sperimentale era 0,42 micron / pixel). </li><li> Fare clic sul pulsante &#39;Calcola&#39; per ottenere la variazione spaziale delle larghezze CFL. Fare clic su &#39;Esporta .csv&#39; per esportare i dati di larghezza CFL in forma di tabelle. </li><li> Per misurare la variazione temporale delle larghezze CFL ad una specifica linea di analisi lungo il vaso, cliccare sul pulsante di opzione &#39;temporale Variation&#39; e inserire le informazioni frame rate (il tasso di frame utilizzato in questa configurazione sperimentale era 3.000 fotogrammi / sec). </li><li> Inserisci il primo fotogramma e l&#39;ultimo fotogramma delle immagini per l&#39;analisi dei &#39;Frame Start&#39; e scatole &#39;ultimo fotogramma&#39;, rispettivamente. </li><li> Selezionare la posizione della linea di analisi lungo il vaso facendo scorrere il &#39;Analisi Line&#39; barra di scorrimento. Conferma la posizione della linea di analisi, che è illustrato sia sul &#39;immagine in scala di grigi&#39; e &#39;immagine binaria&#39;. </li><li> Fare clic su &#39;Calcola&#39; per ottenere la variazione temporale delle larghezze CFL. Click &#39;Export .csv&#39; per esportare i dati di larghezza CFL in forma di tabelle. </li></ol></li></ol>

<ol><li>Kim, S., Kong, R. L., Popel, A. S., Intaglietta, M., Johnson, P. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Temporal+and+spatial+variations+of+cell-free+layer+width+in+arterioles%5BTitle%5D)+AND+%22Am+J+Physiol+Heart+Circ+Physiol%22%5BJournal%5D)">Temporal and spatial variations of cell-free layer width in arterioles.</a> Am J Physiol Heart Circ Physiol. 293 (3), H1526-H1535 (2007).</li>
<li>Ong, P. K., Namgung, B., Johnson, P. C., Kim, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effect+of+erythrocyte+aggregation+and+flow+rate+on+cell-free+layer+formation+in+arterioles%5BTitle%5D)+AND+%22Am+J+Physiol+Heart+Circ+Physiol%22%5BJournal%5D)">Effect of erythrocyte aggregation and flow rate on cell-free layer formation in arterioles.</a> Am J Physiol Heart Circ Physiol. 298 (6), H1870-H1878 (2010).</li>
<li>Namgung, B., Kim, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effect+of+uneven+red+cell+influx+on+formation+of+cell-free+layer+in+small+venules%5BTitle%5D)+AND+%22Microvasc+Res%22%5BJournal%5D)">Effect of uneven red cell influx on formation of cell-free layer in small venules.</a> Microvasc Res. 92, 19-24 (2014).</li>
<li>Goldsmith, H. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+Microcirculatory+Society%5BTitle%5D)+AND+%22Eugene+M.+Landis+Award+Lecture.+The+Microrheology+of+Human-Blood.+Microvasc+Res%22%5BJournal%5D)">The Microcirculatory Society.</a> Eugene M. Landis Award Lecture. The Microrheology of Human-Blood. Microvasc Res. 31 (2), 121-142 (1986).</li>
<li>Buerk, D. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Can+We+Model+Nitric+Oxide+Biotransport%3F+A+Survey+of+Mathematical+Models+for+a+Simple+Diatomic+Molecule+with+Surprisingly+Complex+Biological+Activities%5BTitle%5D)+AND+%22Annu+Rev+Biomed+Eng%22%5BJournal%5D)">Can We Model Nitric Oxide Biotransport? A Survey of Mathematical Models for a Simple Diatomic Molecule with Surprisingly Complex Biological Activities.</a> Annu Rev Biomed Eng. 3 (1), 109-143 (2001).</li>
<li>Tateishi, N., Suzuki, Y., Soutani, M., Maeda, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Flow+dynamics+of+erythrocytes+in+microvessels+of+isolated+rabbit+mesentery%3A+cell-free+layer+and+flow+resistance%5BTitle%5D)+AND+%22J+Biomech%22%5BJournal%5D)">Flow dynamics of erythrocytes in microvessels of isolated rabbit mesentery: cell-free layer and flow resistance.</a> J Biomech. 27 (9), 1119-1125 (1994).</li>
<li>Ong, P. K., Cho, S., Namgung, B., Kim, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effects+of+cell-free+layer+formation+on+NO%2FO2+bioavailability+in+small+arterioles%5BTitle%5D)+AND+%22Microvasc+Res%22%5BJournal%5D)">Effects of cell-free layer formation on NO/O2 bioavailability in small arterioles.</a> Microvasc Res. 83 (2), 168-177 (2012).</li>
<li>Ong, P. K., Jain, S., Kim, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Modulation+of+NO+bioavailability+by+temporal+variation+of+the+cell-free+layer+width+in+small+arterioles%5BTitle%5D)+AND+%22Ann+Biomed+Eng%22%5BJournal%5D)">Modulation of NO bioavailability by temporal variation of the cell-free layer width in small arterioles.</a> Ann Biomed Eng. 39 (3), 1012-1023 (2011).</li>
<li>Park, S. W., Intaglietta, M., Tartakovsky, D. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Impact+of+stochastic+fluctuations+in+the+cell+free+layer+on+nitric+oxide+bioavailability%5BTitle%5D)+AND+%22Front+Comput+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Impact of stochastic fluctuations in the cell free layer on nitric oxide bioavailability.</a> Front Comput Neurosci. 9, 131(2015).</li>
<li>Ng, Y. C., Namgung, B., Kim, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Two-dimensional+transient+model+for+prediction+of+arteriolar+NO%2FO2+modulation+by+spatiotemporal+variations+in+cell-free+layer+width%5BTitle%5D)+AND+%22Microvasc+Res%22%5BJournal%5D)">Two-dimensional transient model for prediction of arteriolar NO/O2 modulation by spatiotemporal variations in cell-free layer width.</a> Microvasc Res. 97, 88-97 (2015).</li>
<li>Sriram, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+effect+of+small+changes+in+hematocrit+on+nitric+oxide+transport+in+arterioles%5BTitle%5D)+AND+%22Antioxid+Redox+Sign%22%5BJournal%5D)">The effect of small changes in hematocrit on nitric oxide transport in arterioles.</a> Antioxid Redox Sign. 14 (2), 175-185 (2011).</li>
<li>Hightower, C. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Integration+of+cardiovascular+regulation+by+the+blood%2Fendothelium+cell-free+layer%5BTitle%5D)+AND+%22Wiley+Interdiscip+Rev+Syst+Biol+Med%22%5BJournal%5D)">Integration of cardiovascular regulation by the blood/endothelium cell-free layer.</a> Wiley Interdiscip Rev Syst Biol Med. 3 (4), 458-470 (2011).</li>
<li>Ng, Y. C., Namgung, B., Leo, H. L., Kim, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Erythrocyte+aggregation+may+promote+uneven+spatial+distribution+of+NO%2FO+in+the+downstream+vessel+of+arteriolar+bifurcations%5BTitle%5D)+AND+%22J+Biomech%22%5BJournal%5D)">Erythrocyte aggregation may promote uneven spatial distribution of NO/O in the downstream vessel of arteriolar bifurcations.</a> J Biomech. , (2015).</li>
<li>Ong, P. K., Jain, S., Kim, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Temporal+variations+of+the+cell-free+layer+width+may+enhance+NO+bioavailability+in+small+arterioles%3A+Effects+of+erythrocyte+aggregation%5BTitle%5D)+AND+%22Microvasc+Res%22%5BJournal%5D)">Temporal variations of the cell-free layer width may enhance NO bioavailability in small arterioles: Effects of erythrocyte aggregation.</a> Microvasc Res. 81 (3), 303-312 (2011).</li>
<li>Maeda, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Erythrocyte+rheology+in+microcirculation%5BTitle%5D)+AND+%22Jpn+J+Physiol%22%5BJournal%5D)">Erythrocyte rheology in microcirculation.</a> Jpn J Physiol. 46 (1), Available from:
 <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/8743714">http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/8743714</a> 1-14 (1996).</li>
<li>Soutani, M., Suzuki, Y., Tateishi, N., Maeda, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Quantitative+Evaluation+of+Flow+Dynamics+of+Erythrocytes+in+Microvessels+-+Influence+of+Erythrocyte+Aggregation%5BTitle%5D)+AND+%22Am+J+Physiol+Heart+Circ+Physiol%22%5BJournal%5D)">Quantitative Evaluation of Flow Dynamics of Erythrocytes in Microvessels - Influence of Erythrocyte Aggregation.</a> Am J Physiol Heart Circ Physiol. 268 (5), Available from:
 <a target="_blank" href="http://ajpheart.physiology.org/content/268/5/H1959">http://ajpheart.physiology.org/content/268/5/H1959</a> H1959-H1965 (1995).</li>
<li>Kim, S., Kong, R. L., Popel, A. S., Intaglietta, M., Johnson, P. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+computer-based+method+for+determination+of+the+cell-free+layer+width+in+microcirculation%5BTitle%5D)+AND+%22Microcirculation%22%5BJournal%5D)">A computer-based method for determination of the cell-free layer width in microcirculation.</a> Microcirculation. 13 (3), 199-207 (2006).</li>
<li>Soutani, M., Suzuki, Y., Tateishi, N., Maeda, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Quantitative+Evaluation+of+Flow+Dynamics+of+Erythrocytes+in+Microvessels%5BTitle%5D)+AND+%22Influence+of+Erythrocyte+Aggregation.+Am+J+Physiol+Heart+Circ+Physiol%22%5BJournal%5D)">Quantitative Evaluation of Flow Dynamics of Erythrocytes in Microvessels.</a> Influence of Erythrocyte Aggregation. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 268 (5), H1959-H1965 (1995).</li>
<li>Namgung, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+comparative+study+of+histogram-based+thresholding+methods+for+the+determination+of+cell-free+layer+width+in+small+blood+vessels%5BTitle%5D)+AND+%22Physiol+Meas%22%5BJournal%5D)">A comparative study of histogram-based thresholding methods for the determination of cell-free layer width in small blood vessels.</a> Physiol Meas. 31 (9), N61-N70 (2010).</li>
<li>Ong, P. K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+automated+method+for+cell-free+layer+width+determination+in+small+arterioles%5BTitle%5D)+AND+%22Physiol+Meas%22%5BJournal%5D)">An automated method for cell-free layer width determination in small arterioles.</a> Physiol Meas. 32 (3), N1-N12 (2011).</li>
<li>Otsu, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+Threshold+Selection+Method+from+Gray-Level+Histograms%5BTitle%5D)+AND+%22IEEE+Trans.+Syst.%2C+Man%2C+Cybern%22%5BJournal%5D)">A Threshold Selection Method from Gray-Level Histograms.</a> IEEE Trans. Syst., Man, Cybern. 9 (1), 62-66 (1979).</li>
<li>Prewitt, J. M., Mendelsohn, M. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+analysis+of+cell+images%5BTitle%5D)+AND+%22Ann+N+Y+Acad+Sci%22%5BJournal%5D)">The analysis of cell images.</a> Ann N Y Acad Sci. 128 (3), 1035-1053 (1966).</li>
<li>Ridler, T. W., Calvard, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Picture+Thresholding+Using+an+Iterative+Selection+Method%5BTitle%5D)+AND+%22IEEE+Trans.+Syst.%2C+Man%2C+Cybern%22%5BJournal%5D)">Picture Thresholding Using an Iterative Selection Method.</a> IEEE Trans. Syst., Man, Cybern. 8 (8), 630-632 (1978).</li>
<li>Shanbhag, A. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Utilization+of+Information+Measure+as+a+Means+of+Image+Thresholding%5BTitle%5D)+AND+%22Cvgip-Graph+Model+Im%22%5BJournal%5D)">Utilization of Information Measure as a Means of Image Thresholding.</a> Cvgip-Graph Model Im. 56 (5), 414-419 (1994).</li>
<li>Bishop, J. J., Popel, A. S., Intaglietta, M., Johnson, P. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effects+of+erythrocyte+aggregation+and+venous+network+geometry+on+red+blood+cell+axial+migration%5BTitle%5D)+AND+%22Am+J+Physiol+Heart+Circ+Physiol%22%5BJournal%5D)">Effects of erythrocyte aggregation and venous network geometry on red blood cell axial migration.</a> Am J Physiol Heart Circ Physiol. 281 (2), H939-H950 (2001).</li>
<li>Yamaguchi, S., Yamakawa, T., Niimi, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cell-free+plasma+layer+in+cerebral+microvessels%5BTitle%5D)+AND+%22Biorheology%22%5BJournal%5D)">Cell-free plasma layer in cerebral microvessels.</a> Biorheology. 29 (2-3), 251-260 (1992).</li>
</ol>

Gli autori dichiarano di non avere interessi finanziari concorrenti.

La misura della larghezza CFL è essenziale per una migliore comprensione delle emodinamica del microcircolo. In particolare, la misurazione delle larghezze CFL è stata eseguita in mesenterica 6, spinotrapezius 24 e cerebrali 25 microcircolazione. La misura convenzionale in vivo larghezze CFL è stato limitato a stime mediante ispezione manuale dei fotogrammi video registrati. Le misurazioni manuali necessari la media di diversi fotogrammi video successivi prima di identificare vi...

Gli studi in vivo sugli animali sono fondamentali per la scienza di base per comprendere la fisiologia e la patologia umana. In particolare, studi di microemodinamica in vivo possono chiarire la potenziale compromissione delle funzioni microcircolatorie alterata da condizioni reologiche anomale del sangue. Un certo numero di precedenti studi microemodinamici1 hanno utilizzato il modello di muscolo cremaster di ratto per visualizzare il flusso sanguigno microvascolare. Il muscolo cremastere è un sottile strato di muscolo striato che circonda i testicoli. Pertanto, il flusso sanguigno nel muscolo può essere visualizzato con un microscopio a transilluminazione mediante esposizione chirurgica. Questo ci consente di acquisire le immagini del flusso sanguigno in vivo senza l'uso di agenti di fluorescenza o di contrasto. Inoltre, l'intera perfusione sanguigna della rete muscolare può essere controllata riducendo il flusso sanguigno a monte con l'occlusione dell'aorta addominale2. Grazie a questi vantaggi, il modello di muscolo cremastere è stato ampiamente utilizzato per studiare la formazione di strato libero da cellule (CFL) nei microvasi1,3. 
L'ampiezza delle CFL è un importante parametro emodinamico nella microcircolazione, che è stato di grande interesse per il suo importante ruolo nella regolazione delle funzioni del microcircolo. La CFL è formata dalla migrazione trasversale verso l'interno indotta dal taglio dei globuli rossi (RBC) verso il centro di flusso4. Di conseguenza, questa migrazione porta all'esaurimento dei globuli rossi vicino alle pareti dei vasi, risultando infine in uno strato di plasma privo di cellule. Di conseguenza, la CFL parietale diventa naturalmente una barriera di diffusione al rilascio di ossigeno (O2) dal nucleo dei globuli rossi ai tessuti e allo scavenging dell'ossido nitrico (NO) da parte dei globuli rossi5,6. Inoltre, la produzione di NO può essere modulata anche dalle variazioni dinamiche della CFL di larghezza7,8. Pertanto, il ruolo delle CFL sia nel trasporto dei gas che nella regolazione dell'omeostasi nella microcircolazione deve essere completamente accertato per comprendere meglio il flusso sanguigno nella microcircolazione. Studi recenti si sono concentrati sul collegamento tra le funzioni emodinamiche e di trasporto dei gas delle CFL nella microcircolazione9-12. Inoltre, una serie separata di studi ha anche indagato come l'aumento patologico dell'aggregazione dei globuli rossi modula la formazione di CFL e il suo effetto sulla biodisponibilità di O2 e NO nei tessuti13,14. 
I ruoli delle CFL diventano più significativi nella microcircolazione, dove la dimensione relativa della larghezza delle CFL al diametro del vaso è prominente. Ciò richiede un approccio efficace per quantificare il flusso sanguigno CFL in vivo. In particolare, l'acquisizione e l'analisi delle immagini sono i due componenti chiave che determinano l'accuratezza della misurazione della larghezza delle CFL. La corretta visualizzazione del flusso sanguigno tissutale deve essere preceduta da un'appropriata preparazione chirurgica del modello animale. Inoltre, è necessaria un'adeguata tecnica di analisi delle immagini per superare i limiti delle misurazioni manuali convenzionali che sono per lo più indotte da errori umani15,16. Con i progressi nella strumentazione ottica e nella potenza di calcolo per l'elaborazione delle immagini digitali, è ora possibile ottenere una misurazione più accurata e coerente della larghezza CFL17-19. Tuttavia, l'accuratezza di queste misurazioni, essendo basate su immagini, dipende ancora in ultima analisi dalla qualità delle immagini.
Pertanto, questo studio esplora i fattori che influenzano la misurazione della larghezza della CFL in vivo. Ci siamo concentrati in particolare sulla dimostrazione della preparazione chirurgica e dell'analisi digitale delle immagini per la misurazione della larghezza delle CFL nelle arteriole del muscolo cremaster di ratto.

<table><tbody><tr><td>Microscopio Intravital</td><td>Olympus</td><td>BX51WI</td><td>Attrezzatura</td></tr><tr><td>Fotocamera ad alta velocità</td><td>Photron</td><td>1024PCI</td><td>Attrezzatura</td></tr><tr><td>Filtro blu</td><td>HOYA</td><td>B390</td><td>Apparecchiatura</td></tr><tr><td>Sensore di pressione e sistema biopac</td> Sistema <td>Biopac</td><td>TSD104A, MP100</td><td>Attrezzatura</td></tr><tr><td>Regolatore di temperatura</td><td>Shimaden</td><td>SR 1</td><td>Attrezzatura</td></tr><tr><td>Plasma Lyte A</td><td>Baxter</td><td>NDC:0338-0221</td><td>Caldo in 37 gradi C bagnomaria prima dell'uso</td></tr><tr><td>Soluzione salina 0,9%</td><td>Braun</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Eparina (5.000 UI/ml)</td><td>LEO</td><td></td><td></td></tr><tr><td>PE-10 tubo in polietilene</td><td>Becton Dickinson</td><td>427400.024</td><td>" OD x .011" ID&nbsp;</td></tr><tr><td>Tubo in polietilene PE-50</td><td>Becton Dickinson</td><td></td> <td>427411.038" OD x .023" ID</td></tr><tr><td>Tubo in polietilene PE-205</td><td>Becton Dickinson</td><td></td> <td>427446.082" OD x .062" ID</td></tr><tr><td>2-0 sutura di seta non assorbibile</td><td>Deknatel</td><td>113-S</td><td></td></tr><tr><td>5-0 sutura di seta non assorbibile</td><td>Deknatel</td><td>106-S</td><td></td></tr><tr><td>Termoforo a circolazione d'acqua</td><td>Gaymar</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Bagno d'acqua</td><td>Fisher Scientific</td><td>Isotemp 205</td><td>Attrezzatura</td></tr><tr><td>Garza di cotone sterile&nbsp;</td><td>Fisher Scientific</td><td>22-415-468</td><td></td></tr><tr><td>Applicatori con punta in cotone</td><td>Fisher Scientific</td><td>23-400-124</td><td></td></tr><tr><td>Dumont Forcipe</td><td>Kent Scientific</td><td>INS14188</td><td>Strumento chirurgico</td></tr><tr><td>Pinza per microdissezione</td><td>Kent Scientific</td><td>INS15915</td><td>Strumento chirurgico</td></tr><tr><td>Pinze per iride 1 x 2 denti</td><td>Kent</td><td>Scientific INS15917</td><td>Surgical strumento</td></tr><tr><td>Pinze per incannulamento dei vasi</td><td>Kent Scientific</td><td>INS500377</td><td>Strumento chirurgico</td></tr><tr><td>Micro forbice</td><td>Kent Scientific</td><td>INS14177</td><td>Strumento chirurgico</td></tr><tr><td>Forbice dell'iride</td><td>Kent Scientific</td><td>INS14225</td><td>Strumento chirurgico</td></tr><tr><td>Clip per vasi</td><td>Kent Scientific</td><td>INS14120</td><td>Strumento chirurgico</td></tr><tr><td>Sistema di cauterizzazione Gemini</td><td>Braintree Scientific</td><td>GEM 5917</td><td>Strumento chirurgico</td></tr></tbody></table>

visualizzazione e la quantificazione dello strato acellulare nelle arteriole del muscolo cremaster rat

Visualization and Quantification of the Cell-free Layer in Arterioles of the Rat Cremaster Muscle

Lo strato privo di cellule è definito come lo strato di plasma parietale nel flusso dei microvasi, che è privo di globuli rossi. La misurazione della larghezza dello strato libero da cellule in vivo e delle sue variazioni spazio-temporali può fornire una comprensione completa dell'emodinamica nella microcircolazione. In questo studio, abbiamo utilizzato un sistema microscopico intravitale accoppiato con una videocamera ad alta velocità per quantificare le larghezze degli strati liberi da cellule nelle arteriole in vivo. Il muscolo cremastere dei ratti Sprague-Dawley è stato esteriorizzato chirurgicamente per visualizzare il flusso sanguigno. È stato inoltre sviluppato uno script di imaging personalizzato per automatizzare l'elaborazione delle immagini e l'analisi della larghezza dello strato privo di cellule. Questo approccio consente di quantificare le variazioni spazio-temporali in modo più coerente rispetto alle precedenti misurazioni manuali. L'accuratezza della misurazione, tuttavia, dipende in parte dall'uso di un filtro blu e dalla selezione di un algoritmo di soglia appropriato. Nello specifico, abbiamo valutato il contrasto e la qualità delle immagini acquisite con e senza l'utilizzo di un filtro blu. Inoltre, abbiamo confrontato cinque diversi algoritmi di soglia basati su istogrammi di immagini (Otsu, minimo, intermodale, selezione iterativa e soglia entropica fuzzy) e illustrato le differenze nella loro determinazione della larghezza dello strato privo di cellule.

La visualizzazione del CFL in vivo dipende in larga misura le preparazioni chirurgiche dell&#39;animale. eccessiva perdita di sangue o la durata intervento chirurgico esteso possono sottoporre l&#39;animale a urti e le aberrazioni del flusso sanguigno. Mantenimento della temperatura del tessuto utilizzando una piastra elettrica, nonché una piattaforma personalizzata durante l&#39;intervento chirurgico e esperimento è cruciale per mantenere le condizioni fisiologiche del ratto. Utilizzando una lampada alogena da...

Questo studio dimostra la preparazione chirurgica del muscolo cremastere di ratto per la visualizzazione dello strato libero da cellule in vivo. In questo studio vengono discussi fattori considerevoli che influenzano l'accuratezza della misurazione della larghezza dello strato libero da celle.

Visualizzazione e la quantificazione dello strato acellulare nelle arteriole del muscolo Cremaster Rat

The cell-free layer is defined as the parietal plasma layer in the microvessel flow, which is devoid of red blood cells. The measurement of the in vivo ...

L'obiettivo generale di questa procedura è quantificare le variazioni spaziotemporali della larghezza dello strato acellulare in vivo. Questo metodo può contribuire a rispondere a domande fondamentali nel campo dell'emodinamica microvascolare, migliorando la comprensione del ruolo della cell-filia nella microcircolazione. Il principale vantaggio di questo metodo è che la larghezza dello strato acellulare in vivo può essere quantificata in modo più consistente e agevole rispetto alle precedenti tecniche di misurazione manuale, che erano molto lunghe e dispendiose in termini di tempo.Prima di iniziare la misurazione della larghezza dello strato privo di cellule, eseguire il file dello script pre-MatLab per lo strato privo di cellule. Successivamente, fare clic su apri file per selezionare il file video da analizzare e regolare il cursore di rotazione per allineare verticalmente le pareti del singolo vaso, utilizzando il cursore di zoom per regolare il livello di ingrandimento secondo necessità. Quando il vaso è nella posizione corretta, fare clic su conferma modifica, quindi fare clic su imposta ROI per ritagliare e definire la regione di interesse.L'immagine allineata verrà visualiz

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Una preparazione dei tessuti è descritto per la visualizzazione e manipolazione sperimentale del microcircolo viventi. In anestetizzati topi maschi, il sottile, altamente vascolarizzata muscolo cremastere è preparato per la microscopia intravitale per studiare le reti microvascolare tra arteriole, capillari e venule. Questa preparazione è facilmente adattato per ratti e criceti.

La preparazione muscolare mouse Cremaster for Imaging intravitale del microcircolo

L'obiettivo di questo articolo è quello di dimostrare un metodo per ottimizzare la rilevazione immunofluorescenza del recettore degli estrogeni-α (ERα) nel ratto fette piale arteriosa utilizzando un microscopio digitale immunofluorescenza.

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Digital microscopia intravitale epifluorescenza delle venule postcapillari nella microcircolazione cremasterico è un metodo comodo per acquisire conoscenze in...

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Dimostriamo un nuovo modello murino legatura arteriosa nei muscoli spinotrapezius, tra cui un passo-passo la procedura e la descrizione della strumentazione necessaria. Descriviamo l'intervento chirurgico e di misurare i risultati pertinenti relativi al rimodellamento della rete vascolare e la vasodilatazione funzionale usando la microscopia confocale e intravitale.

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Qui riportiamo una tecnica sperimentale di fluorescenza microscopia intravitale di visualizzare eterotipiche piastrine-neutrofili interazioni sul endotelio attivato durante l'infiammazione vascolare e la formazione di trombi nei topi vivi. Questa tecnologia microscopica sarà prezioso per studiare il meccanismo molecolare della malattia vascolare e per testare agenti farmacologici in condizioni fisiopatologiche.

In tempo reale di immagine degli eterotipica piastrine-neutrofili interazioni sull&#39;endotelio Attivato durante l&#39;infiammazione vascolare e la formazione di trombi in topi vivi

Microscopia intravitale del microcircolo cremastere topo M. offre un unico e ben standardizzato-modello in vivo per l'analisi del midollo osseo migrazione di cellule staminali periferiche.

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Infiltrazione leucocita del muscolo Cremaster nei topi valutata dalla microscopia intravitale

Presentato qui è un protocollo per studiare il microcircolo coronarico nel tessuto cardiaco murino vivente monitorando ex vivo la pressione e il flusso di perfusione arteriosa che mantiene la pressione, così come i componenti dell'albero vascolare tra cui i letti capillari e i periciti, poiché l'arteria settale è cannulata e pressurizzata.

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Isolamento e analisi funzionale dell'endotelio arteriolare del parenchima cerebrale del topo

Scopri come quantificare lo strato acellulare nelle arteriole del muscolo cremaster del ratto con analisi video automatizzata. Questo metodo migliora la precisione nello studio della microemodinamica in vivo.

Visualizzazione e la quantificazione dello strato acellulare nelle arteriole del muscolo Cremaster Rat

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